1.冷却系统结构
内燃叉车冷却系统主要由冷却风扇、水散热器、油散热器等元件组成,其通过冷却液及传动油强制循环,对发动机及变速器进行冷却,以保证发动机和变速器在止常温度范围内连续工作。目前国内外1~3.5t液力传动内燃叉车大都在水散热器内部设置1个管壳式或板翅式油散热器,以便同时对发动机冷却液和变速器传动油进行冷却。而内燃叉车液压系统的液压油,主要依靠金属液压油箱的壁板进行散热。
2.存在的问题
根据1~3.5t液力传动内燃叉车冷却系统结构特点及实际使用情况,我们认为存在2个问题,如卜所述。
(1)散热器容易串油
由于该类型叉车的传动油散热器内置于水散热器水室当中,当传动油散热器发生漏油故障后,将造成传动油与水室中的冷却液混合在一起,会导致发动机和变速器损坏,严重影响叉车使用寿命。改进前散热器结构如图1所示。
(2)液压油散热不良
该复合式散热器没有集成液压油散热器,液压油只通过金属液压油箱的壁板进行自然冷却,无法通过散热器进行强制散热。内燃叉车经常在恶劣工况使用,其作业强度较大。内燃叉车在配装多功能属具作业时,其液压油温度提升较快。此时仅靠金属液压油箱的壁板进行散热不能满足其散热需求,造成液压油温度过高,导致密封件快速老化、液压元件加快磨损。
3.改进措施
针对1~3.5t液力传动内燃叉车冷却系统存在的上述间题,经研究,我们提出并实施了改进措施,如下所述。
(1)改进方案
保持原散热器面积与安装尺寸不变,原机的聚风罩不变。将原水散热器体积分出一部分,用于安装传动油散热器和液压油散热器。根据冷却液、传动油及液压油的冷却功率需求,经过散热性能匹配计算,对水散热器、传动油散热器、液压油散热器尺寸进行合理匹配。水散热器、传动油散热器和液压油散热器材料均采用铝质材料制作,散热器芯体均采用高散热性能板翅式结构。
(2)实施方法
在按照改进方案制作完成水散热器、传动油散热器、液压油散热器之后,即可进行散热器安装工作。其安装方法如下:首先,将水散热器安装就位;其次,在水散热器的底端使用螺栓安装上传动油散热器;再次,在传动油散热器的底端使用螺栓安装上液压油散热器;最后,安装聚风罩。散热器安装完成后,即形成上、中、下布置且相互独立的集成式散热器。风扇产生的冷风通过聚风罩分别对水散热器、传动油散热器和液压油散热器进行冷却。改进后的集成式散热器结构如图2所示。
4.改进效果
(1)实测热平衡
我们对改进后的集成式散热器进行了热平衡试验和实测,其结果如下:冷却液散热效率提高约2%,传动油和液压油的散热效率提高约12%。热平衡实测结果表明,传动油和液压油温度明显降低,由此可显著提高传动装置和液压元件的使用寿命。
(2)可靠性验证
我们对集成式散热器进行了气密性检查、振动试验、静压试验以及耐压力交变循环性能试验等可靠性验证,验证结果表明,上述各项试验均满足其标准要求。集成式散热器在3t内燃叉车进行的400h搭载强化试验,未出现散热不良问题。
取消传动油散热器内置于水散热器的结构,从根本上杜绝了传动油与发动机冷却液互相混合现象,彻底解决了冷却系统串油问题。